[發明專利]一種三平動空間并聯機器人機構

無效

• 申請號: 201310470921.X
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103481278A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李彬;李楊民;趙新華;劉磊
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明涉及機器人機構和先進制造技術領域，特別涉及一種實現三平動的空間三自由度并聯機器人機構。

背景技術

并聯機構是一組有兩個或兩個以上的分支機構并聯而成的機構。它的特點是所有分支機構可同時接受驅動器輸入，而最終共同給出輸出，在機構學上屬于多路閉環機械系統。以并聯機構作為傳動進給機構的數控機床、機器人操作機以及由此組成的制造單元統稱為并聯構型裝備，是近年來發展起來的一種有著廣闊應用前景的新型制造裝備。并聯機器人機構廣泛應用于大型模擬設備、機器人、數控機床、傳感器、微操作器、雕刻機和測量機等技術領域。Stewart平臺是一種典型的并聯機器人機構，該機構具有6個自由度，首次用于并聯機器人和數控機床被認為是二十世紀以來機床結構的一次革命，在這以后發明了多種6自由度并聯機構。

由于結構的限制，6自由度并聯機構有許多技術問題沒能很好解決，如運動耦合性強、運動學正解復雜、工作空間小、傳動特性差等。少自由度并聯機器人機構在工業生產中具有廣闊的應用前景，不少學者研究了多種該類型的機構，如Delta機構、Star?Like機構等。中國學者在少自由度并聯機器人機構的研究方面也取得了大量的研究成果（如專利申請號：01108297.6;?01113519.0;?03113354.1;?200410018623.8;?200510037951.7等）。

目前3平動并聯機構機器人機構作為拾取機構具有廣闊的應用前景，為克服并聯結構形式的定位部件存在桿件多、運動副多、執行部分的慣性大而導致機構運行速度不高這一問題，需要創造出滿足運動形式要求且運動副少、運行速度高的新機型。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、制造、安裝容易，傳動精度高，成本低，且工作空間較大，傳動特性好可實現三平動的空間并聯機器人機構。

本發明為解決上述問題所采用的方案是，一種三平動并聯機器人機構，該機構由固定平臺1、運動平臺2和聯接上述兩平臺的三條支鏈組成；其中，

第一支鏈包括設置在固定平臺上的第一導軌（D1），套裝在第一導軌上的第一圓柱副（C1），固定在第一圓柱副上的第一連桿（L11），以及通過第一轉動副（R1）連接的第二連桿（L12），第二連桿的另一端通過第一胡克鉸（U1）與運動平臺連接，第一胡克鉸的一條轉動軸線與第一轉動副的軸線平行，并同時與第一導軌的軸線平行；

第二支鏈包括設置在固定平臺上的第二導軌（D2），套裝在第二導軌上的第二圓柱副（C2），固定在第二圓柱副上的第三連桿（L21），以及通過第二轉動副（R2）連接的第四連桿（L22），第四連桿的另一端通過第二胡克鉸（U2）與運動平臺連接，且第二胡克鉸的一條轉動軸線與第二轉動副的軸線平行，并同時與第二導軌的軸線平行；

第三支鏈包括設置在固定平臺上的第三導軌（D3），套裝在第三導軌上的第三圓柱副（C3），固定在第三圓柱副上的第五連桿（L31），以及通過第三轉動副（R3）連接的第六連桿（L32），第六連桿的另一端通過第三胡克鉸（U3）與運動平臺連接，且第三胡克鉸的一條轉動軸線與第三轉動副的軸線平行，并同時與第三導軌的軸線平行。

所說的第一導軌（D1）、第二導軌（D2）和第三導軌（D3）匯交于固定平臺上的一點，且與固定平臺存在0o～90o的夾角。

所說的三個圓柱副C1，C2，C3分別沿移動導軌D1、D2、D3的移動為機構的驅動。

本發明的優點和有益效果是：

1、機構工作平臺可實現三平動形式的運動輸出。

2、機構的驅動副完全放置于固定平臺之上，大大減少了機構整體的運動慣性，從而可以實現機構的高速運動。

3、機構簡單，制造、安裝容易，傳動精度高，成本低；且工作空間較大，傳動特性好；同時機構的運動學正、反解簡單，簡化了軌跡規劃、控制、校正等一系列技術問題。

4、通過在運動平臺上串接一個夾持工具，由此可應用于高速拾取的場合。

附圖說明

圖1是本發明的三平動并聯機構結構示意圖。

圖2是本發明的實施例中運動平臺運動示意圖。

以下結合本發明的實施例參照附圖進行詳細敘述。

具體實施方式

本發明提供的三平動并聯機構由固定平臺1、運動平臺2和聯接上述兩平臺的三條支鏈組成；其中，